工程岩土学复习总结

第一章1．粒径：土粒大小用其直径来表示。单位：毫米2．粒组：把粒径大小相近，性质相似的土合并分组3.粒度成分：土中各粒组的相对含量。通常用各粒组质量占干土质量的百分比表示。4.测定土的粒度成分的方法：0.075mm粗粒—筛分析；0.075mm细粒—静水沉降法（比重计法）大小土粒混杂—联合测定（筛析+静水沉降）5.粒度分析成果表示法表格法；累积曲线表示法:自然坐标；半对数坐标。6.半对数累积曲线应用：a.从曲线上可查出任意粒径的累积含量b.求任意粒径区段的百分含量：两分界粒径点的累积百分含量之差c.从曲线中查出d10,d30,d60,计算Cu,Cc,评价土的均一性Cu为不均匀系数。Cc为曲率系数。Cu越大，曲线越缓，说明土良好级配，土不均匀。Cu越小，则曲线越陡，土不良级配，均匀。当Cu≥5，Cc＝1～3时，为良好级配的土，为不均匀土表明土中各粒组的含量相差无几大小颗粒混杂，累计曲线显得平缓。不同时满足以上条件为均匀土，相反。7.土的主要矿物：原生矿物、次生矿物、有机质。原生矿物：母岩风化后残留的化学成分没有发生变化的矿物。次生矿物：在一定气候条件下，经化学风化后分解形成的颗粒更细的新矿物。可溶性次生矿物，盐。不可溶次生矿物：①次生SiO2②倍半氧化物3粘土矿物8.粘土矿物：高岭石类、伊利石类、蒙脱石类矿物。粘土矿物：是由原生矿物经过化学风化作用后形成的具有片状或链状结晶格架的颗粒细小，亲水性强，具有胶体特性的铝硅酸盐矿物。9.工程特点：K高岭石：相邻晶胞间具有较强的氢键连结，结合牢固，形成较粗的粘粒，比表面积小，亲水性弱，压缩性较低，抗剪强度较大。M蒙脱石：相邻晶胞间间距大，连结较弱，水分子易渗入，形成较细的粘粒，比表面积较大，亲水性较强，膨胀性显著，压缩性高，抗剪强度低。I伊利石：工程地质性质介于两者之间。10.矿物中的结合水分为结构水、结晶水、沸石水。11.土粒表面结合水：指土中细小颗粒与水作用后，由于静电引力或其它物理化学作用使水被吸附于颗粒表面，形成一层水膜，这部分水通常称为土粒表面结合水，简称结合水。12.土粒表面结合水的形成：1土粒表面电荷对极性水分子的吸附作用2氢键连结作用交换3阳离子的水化作用4渗透吸附作用及范德华力作用。强结合水：被牢固的吸附在土粒表面的极薄的水层。也称吸着水。若结合水：也称薄膜水，距土粒稍远，位于强结合水层的外围，占水膜的主要部分。具有粘滞性、弹性、抗剪强度，密度大于1。第二章1.分散体系：一种物质分散在另种介质中形成分散体系，包括分散相和分散介质2.比表面积：单位体积或单位质量的固体颗粒所具有的表面积的总和。(用来定义分散特性)3.表面能：细小颗粒表面由于力场的不饱和具有吸引外界极性分子和离子的能力。与表面积成正比。4.粘粒表面电荷的形成方式：选择性吸附带电（吸什么带什么）；表面分子电离；同晶替代。5.表面分子电离（ph关系）：1次生二氧化硅粘粒：随着pH值的增大，电离程度增大，不改变负电性。2两性氧化物：矿物等电pH值，使固体颗粒呈中性不带电时溶液的pH值。——pHie溶液的pH值与矿物等电pH值之差越大，矿物带电越多蒙脱石pHie2高岭石pHie=5水云母pHie5（正、中、负）6.决定电位离子层粘粒通过选择吸附、表面分子电离、同晶替代使部分离子牢固吸附在其表面，这部部分离子称决定电位离子。7.反离子：粘粒带电后，吸引与本身符号相反的离子，这种离子称反离子。8.双电层：由决定电位离子层和反离子层构成电性相反的电层成为双电层。影响扩散层厚度的因素（影响结合水数量的因素）矿物成分和分散程度；溶液pH值；溶液化学成分；溶液浓度。9.离子交换：土粒与水作用后，土粒表面吸附的离子可以与水溶液中的同号离子相互交换。10.交换容量：用来衡量土离子交换能力大小的指标，在一定条件下，一定量的干土中，所有反离子层中具有交换能力的离子总数。mmol/100g第三章考：土微观结构三要素：土粒或集合体的大小、形状、表面特征；土粒或集合体的结构连结；土粒或集合体的排列方式及空隙特征。考：连结方式有哪几种：（一）按结构连结物质分类：结合水连结；胶结连结；毛细水连结；冰连结；无连结。（二）按连结力性质分类：化学连结；静电连结；离子静电连结；分子连结；磁性连结；毛细力连结。粗粒土微观结构：紧密单粒结构、松散单粒结构。细粒土微观结构：骨架状结构.絮凝状结构蜂窝状结构叠片状结构基质状结构凝块状结构团聚状结构第四章1.土的基本物理性质是指土的三相物质组成在质量与体积之间的相互比例关系，它与土的水理性质统称为土的物理性质。土的基本物理性质包括土的密度、土的含水性和孔隙性。2.水理性质（固相与液相相互作用所表现出的性质）土粒密度：指土中固体颗粒单位体积的质量，g/cm3。（计算公式55页）土的天然密度：天然状态下土的总质量与总体积之比，g/cm3。土的干密度：土中固体颗粒质量与土总体积的比，g/cm3。土的饱和密度：土孔隙中完全充满水时单位体积土的质量，是土密度的最大值，g/cm3。土的含水率（w）：土中所含水的质量与土粒质量的百分比。饱和度（Sr）：土中所含的水的体积与孔隙体积的百分比.砂土按饱和度来划分湿度：Sr≤50％为稍湿；50％Sr80%为很湿的；Sr80%饱和d的。孔隙率n（也称孔隙度）是土的孔隙体积与土总体积之比，常用百分比表示孔隙比e是土的孔隙体积与土粒体积之比，常用小数表示3.土的基本物理性质指标1.土粒密度(rous）2.土的天然密度(rou)3.土的干密度(roud)4.土的天然含水率w5.土的饱和度Sr6.土的孔隙比e7.土的孔隙度n土粒密度；比重瓶法.土的天然密度：环刀法蜡封法.含水率w:烘干法、炒干法4.室内测定的三个物理性质指标：土的密度、土粒的比重、土的含水率5.稠度：细粒土由于含水率的变化而所表现出的各种不同物理状态。w很小时，土处于固态，随着w的增加，土由固态→半固态→塑态→流态界限含水率：细粒土由一种状态转变为另一种状态相应于转变点的含水率。塑限（含水率）Wp:从半固态过渡到稠塑态。（强结合水膜最大）液限（含水率）Wl:从粘塑态过渡到粘流态。（出现自由水）液性指数Il（稠度指标）：用来判断天然土稠度状态。（公式63页）当土wwl时，Il1,流态；当wwp，Il0，坚硬态；wpw≤wl，0Il≤1，塑态。硬塑:0Il≤0.25可塑:0.25Il≤0.75软塑:0.75Il≤1塑性：细粒土含水率介于wl和wp范围时土处于塑态，具有在外力作用下可被揉搓成任意形状而不破坏连结，外力解除后不恢复原状的性质。塑性高低用wl和wp之差Ip（塑性指数）表示。Ip＝wl－wp（计算时去掉％）Ip对一定的土其值一定（因wl，wp一定）Ip的应用：①评价细粒土塑性强弱。②用Ip对土进行分类命名。Il的应用：①判断土的稠度状态。②粘性土用e，Il查规范表，确定土的基本承载力。为什么用Ip对土进行分类：因为Ip大小受土的粒度成分，矿物成分，水溶液中的化学成分，浓度，PH值影响。Ip在一定程度上反映了土粒度成分，矿物成分和亲水程度。粘性土为什么有塑性:（1）细粒土塑性是具有公共扩散层连结时，细粒间既有连结力又很弱。（2）塑性的影响因素：1、土粒：矿物成分，粒度成分。2、水溶液：ph值，化学成分，浓度。膨胀性指标：膨胀率、自由膨胀率、膨胀压力。膨胀率：原状土在一定压力下，在有侧限条件下浸水膨胀稳定后增加的高度与原高度之比（百分比）自由膨胀率：一定体积的扰动烘干土浸水膨胀稳定后，增加的体积与原干土体积之比（百分比）膨胀压力：在体积不变的情况下，土膨胀时产生的最大内应力。收缩系数：土直线收缩阶段每减少1％含水率的线收缩率收缩性指标：体缩率、线缩率、收缩系数、缩性指数。第五章载荷试验s－p曲线形态阶段：（1）oa段，称压密变形阶段，土呈弹性变形。（2）ab段，剪切变形阶段，出现了剪切变形（土粒相互错动）随p增大，剪切变形增大。临塑荷载pa，指地基土由压密变形阶段过渡到剪切变形阶段的临界压力（比例界限压力）（3）完全破坏阶段：一部分土体对另一部分土体相对滑动→强度破坏。极限荷载pb：地基土由剪切变形阶段过渡到完全破坏阶段的临界荷载。2、前期固结压力pc指土层在历史上曾受过的最大固结压力。超固结比OCR：土的前期固结压力pc与土层上覆自重压力p0的比值称为超固结比。按pc与p0的比值OCR的大小把土的固结状态分为：①当pc＝p0，OCR=1，称正常固结土（正常压密）。②当pcp0，OCR1，称超固结土（超压密土）。③当pcp0，OCR1，称欠固结土（欠压密土）。蠕变：在长期不变的剪力作用下，土的剪切变形随时间缓慢增大的现象长期强度：相当于某一较长时间土的抗剪强度标准强度（）：室内实验得到瞬时强度（）：t＝0时土的强度试验方法：砂土：三轴排水试验指标与直剪试验指标粘土：有效应力指标：固结排水、固结不排水总应力指标：三轴固结不排水、不固结不排水;直剪固结快剪、快剪影响无粘性土抗剪强度的主要因素1、土的粒度成分和颗粒形状2、含水率3、密实度4、有机质与粘粒含量5、构造特征6、应力条件7、增荷速率（剪切速度）——渗透液化（饱水砂）8、动荷载——振动液化（饱水砂）影响粘性土抗剪强度的主要因素1、粒度成分、矿物成分2、含水率3、密实程度4、结构状态5、构造6、受力历史与受力条件7、动荷载——触变8、时间第六章土分类：115页。特殊土：红土、黄土、淤泥类土、膨胀土、盐渍土、冻土、人工填土、分散土、污染土、风化岩残积土、混合土。特殊土：具有特殊物质组成及结构，工程地质性质特殊的土淤泥类土：指在静水或缓慢流水条件下，在有微生物参与下沉积的，含较多有机质，天然wwl,天然e1.0的粉质粘性土。1.高孔隙比，e1.02.高含水率，wwl软塑到流态。3.弱透水性：水平K垂直K4.高压缩性：过程慢5.抗剪强度φ小，C小6.具有触变性，蠕变性典型黄土标志：黄色，粉粒含量为主，富含钙质矿物，大孔隙，垂直节理发育，湿陷性。1.塑性弱IP＝8-142.天然含水率小：一般w＝10-25％3.透水性较强：4.结构疏松多孔，e大，e=0.8-1.15.干强度较高：6.抗水性差：浸水后明显湿陷，有崩解性，收缩性明显。黄土的湿陷性：黄土在一定压力作用下，浸水后，结构迅速破坏，产生附加沉陷的性能。湿陷系数δs：黄土在一定压力下，压缩稳定的高度hp与不增加压力浸水后湿陷稳定的高度h之差与土样原始高度之比。自重湿陷性黄土：黄土浸水后，在饱和自重压力下产生湿陷的，称自重湿陷性黄土。非自重湿陷性黄土：黄土浸水后，在饱和自重压力下不产生湿陷，称非自重湿陷性黄土红土：在热带或亚热带湿热条件下，经过红土化作用形成的含有较多粘粒，富含铁铝氧化物胶结的红色粘性土。液限较大，含水较多，高wL；孔隙比较大；强度变化范围大，较高；膨胀性极弱；浸水后强度较低。盐渍土：地表土层，易溶盐含量多于0.3％，并具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性。总的特点：干燥时强度高，压缩低，潮湿时性质变坏，具有溶陷性。冻土特点：强度高，压缩性低，土冻结后体积膨胀，融化后有融陷变形。